Soldabilidade de aços

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS 
Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Paulo J. Modenesi 
 
 
Janeiro de 2011 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 1 
Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas 
 
1. Soldabilidade: 
 
A American Welding Society (AWS) define soldabilidade como “a capacidade de um 
material ser soldado nas condições de fabricação impostas por uma estrutura específica 
projetada de forma adequada e de se comportar adequadamente em serviço”. Esta definição 
coloca pontos importantes como: “o projeto é adequado?”, “e as condições e o procedimento 
de soldagem?” Uma definição alternativa, mais prática, seria: “a facilidade relativa com que 
uma solda satisfatória, que resulte em uma junta similar ao metal sendo soldado, pode ser 
produzida”. 
 
A maioria das ligas metálicas são soldáveis, mas, certamente, algumas são muito mais difíceis 
de serem soldadas por um dado processo que outras. Por outro lado, o desempenho esperado 
para uma junta soldada depende fundamentalmente da aplicação a que esta se destina. Assim, 
para determinar a soldabilidade de um material, é fundamental considerar o processo e 
procedimento de soldagem e a sua aplicação. Assim, é importante conhecer bem o material 
sendo soldado, o projeto da solda e da estrutura e os requerimentos de serviço (cargas, 
ambiente, etc). 
 
Com base nessas definições, para melhor determinar a soldabilidade, é interessante fazer 
algumas suposições: 
1. O metal base é adequado para a aplicação desejada, isto é, ele possui as propriedades 
adequadas e necessárias para resistir aos requerimentos da aplicação. 
2. O projeto da estrutura soldada e de suas soldas é adequado para o uso pretendido. 
 
Baseado nestas suposições, é necessário, então, avaliar a própria junta soldada. Idealmente, 
uma junta deveria apresentar resistência mecânica, ductilidade, tenacidade, resistências à 
fadiga e à corrosão uniformes ao longo da solda e similares às propriedades do material 
adjacente. 
 
Na maioria dos casos, a produção de uma solda envolve o uso de calor e/ou deformação 
plástica, resultando em uma estrutura metalúrgica diferente da do metal base. Soldas podem, 
também, apresentar descontinuidades como vazios, trincas, material incluso, etc. Três tipos de 
problemas inter-relacionados devem ser considerados: 
1. Problemas na zona fundida ou na zona termicamente afetada que ocorrem durante ou 
imediatamente após a operação de soldagem, como poros, trincas de solidificação, trincas 
induzidas pelo hidrogênio, perda de resistência mecânica, etc. 
2. Problemas na solda ou no material adjacente que ocorrem nas etapas de um processo de 
fabricação posteriores à soldagem. Incluem, por exemplo, a quebra de componentes na 
região da solda durante processos de conformação mecânica. 
3. Problemas na solda ou no material adjacente que ocorrem em um certo momento durante 
o serviço da estrutura soldada. Estes podem reduzir a eficiência da junta nas condições de 
serviço e incluem, por exemplo, o aparecimento e a propagação de trincas por diversos 
fatores, problemas de corrosão, fluência, etc. 
 
Para se evitar estes problemas, é importante conhecer as possíveis complicações que os 
materiais podem apresentar ao serem soldados, os fatores do material, do projeto e do 
procedimento de soldagem que as afetam e a sua influência no comportamento em serviço da 
estrutura soldada. 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 2 
 
2. Soldagem dos Aços: 
 
2.1. Classificação dos Aços: 
 
Existem muitos tipos de aços e inúmeras formas de classificá-los: aços estruturais, aços 
fundidos, aços ferramenta, aços inoxidáveis, aços laminados a quente, aços microligados, aços 
baixo carbono, aços ao níquel, aços cromo-molibdênio, aço C-1020, aço A36, aço temperado 
e revenido, aço efervescente, etc. 
 
Um sistema muito usado para a classificação de aços é a Designação Numérica de Aços 
Carbono e Aços Ligados do American Iron and Steel Institute. Este é conhecido como o 
sistema de classificação AISI ou como sistema SAE, uma vez que foi desenvolvido 
originalmente pela Society of Automotive Engineers. O sistema utiliza uma série de quatro ou 
cinco números para designar aços carbono e ligados de acordo com as classes e tipos 
mostrados na tabela 1. Os dois (ou três) últimos dígitos deste sistema indicam o valor médio 
aproximado da faixa de carbono do aço; por exemplo, 21 indica uma faixa de 0,18 a 0,23%C. 
Em alguns poucos casos, esta regra não é seguida para se informar as faixas de manganês, 
enxofre, fósforo, cromo e outros elementos. Os primeiros dois dígitos indicam os principais 
elementos de liga do aço. Assim, este sistema informa os principais elementos de liga do aço 
e o seu teor aproximado de carbono. Exemplos deste sistema são mostrados na tabela 2. Este 
sistema é adotado, basicamente sem alterações, no Brasil, pela ABNT. 
 
Tabela 1 - Designação numérica AISI-SAE para aços. 
Designação 
da Série 
Tipos e Classes 
10xx 
11xx 
13xx 
23xx 
25xx 
31xx 
33xx 
40xx 
41xx 
43xx 
46xx 
47xx 
48xx 
50xx 
51xx 
5xxxx 
61xx 
86xx 
87xx 
92xx 
93xx 
94xx 
97xx 
98xx 
Aço carbono não ressulfurado 
Aço carbono ressulfurado 
Manganês 1,75% 
Níquel 3,50% 
Níquel 5,00% 
Níquel 1,25% - cromo 0,65 ou 0,80% 
Níquel 3,50% - cromo 1,55% 
Molibdênio 0,25% 
Cromo 0,50-0,95% - molibdênio 0,12 ou 0,20% 
Níquel 1,80% - cromo 0,50 ou 0,80% - molibdênio 0,25% 
Níquel 1,55 ou 1,80% - molibdênio 0,20 ou 0,25% 
Níquel 1,05% - cromo 0,450% - molibdênio 0,25% 
Níquel 3,50% - molibdênio 0,25% 
Cromo 0,28 ou 0,40% 
Cromo 0,80, 0,90, 0,95, 1,00 ou 1,05% 
Carbono 1,00% - cromo 0,50, 1,00 ou 1,45% 
Cromo 0,80 ou 0,95% - Vanádio 0,10 ou 0,15 min. 
Níquel 0,55% - cromo 0,50 ou 0,65% - molibdênio 0,20% 
Níquel 0,55% - cromo 0,50% - molibdênio 0,25% 
Manganês 1,00% - silício 2,00% 
Níquel 3,25% - cromo 1,20% - molibdênio 0,12% 
Manganês 1,00% - Níquel 0,45% - cromo 0,40% - molibdênio 0,12% 
Níquel 0,55% - cromo 0,17% - molibdênio 0,20% 
Níquel 1,00% - cromo 0,80% - molibdênio 0,25% 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 3 
 
Tabela 2 – Exemplos de designações de aços pelo sistema AISI-SAE. 
Aços carbono 
N
o
 SAE C Mn P (max) S (max) N
o
 AISI 
1006 0,08 max. 0,25-0,40 0,040 0,050 C1006 
1010 0,08-0,13. 0,30-0,60 0,040 0,050 C1010 
1015 0,13-0,18 0,30-0,60 0,040 0,050 C1015 
1016 0,13-0,18. 0,60-0,90 0,040 0,050 C1016 
1020 0,18-0,23. 0,30-0,60 0,040 0,050 C1020 
1022 0,18-0,23 0,70-1,00 0,040 0,050 C1022 
1025 0,22-0,28 0,30-0,60 0,040 0,050 C1025 
1030 0,28-0,34 0,60-0,90 0,040 0,050 C1030 
1040 0,37-0,44 0,60-0,90 0,040 0,050 C1040 
1045 0,43-0,50 0,60-0,90 0,040 0,050 C1045 
1050 0,48-0,55 0,60-0,90 0,040 0,050 C1050 
1055 0,50-0,60 0,60-0,90 0,040 0,050 C1055 
1060 0,55-0,65 0,60-0,90 0,040 0,050 C1060 
1065 0,60-0,70 0,60-0,90 0,040 0,050 C1065 
1070 0,65-0,75 0,60-0,90 0,040 0,050 C1070 
1074 0,70-0,80 0,50-0,80 0,040 0,050 C1074 
Aço ligados 
SAE C Mn P (m) S (m) Si Ni Cr Outros AISI 
1320 0,18-0,23 1,60-1,90 0,040 0,040 0,20-0,35 -- -- -- 1320 
1340 0,38-0,43 1,60-1,90 0,040 0,040 0,20-0,35 -- -- -- 1340 
2317 0,15-0,20 0,40-0,60 0,040 0,040 0,20-0,35 3,25-3,75 -- -- 2317 
2340 0,33-0,43 0,70-0,90 0,040 0,040 0,20-0,35 3,25-3,75 -- -- 2340 
2512 0,09-0,14 0,45-0,60 0,025 0,025 0,20-0,35 4,75-5,25 -- -- E2512 
3115 0,13-0,18 0,40-0,600,040 0,040 0,20-0,35 1,10-1,40 0,55-0,75 -- 3115 
3140 0,38-0,43 0,70-0,90 0,040 0,040 0,20-0,35 1,10-1,40 0,55-0,75 -- 3140 
3150 0,48-0,53 0,70-0,90 0,040 0,040 0,20-0,35 1,10-1,40 0,55-0,75 -- 3150 
3315 0,08-0,13 0,45-0,60 0,025 0,025 0,20-0,35 3,25-3,75 1,40-1,75 -- E3315 
 Mo 
4017 0,15-0,20 0,70-0,90 0,040 0,040 0,20-0,35 -- -- 0,20-0,30 4017 
4042 0,40-0,45 0,70-0,90 0,040 0,040 0,20-0,35 -- -- 0,20-0,30 4045 
4068 0,63-0,70 0,75-1,00 0,040 0,040 0,20-0,35 -- -- 0,20-0,30 4068 
4130 0,28-0,33 0,40-0,60 0,040 0,040 0,20-0,35 -- 0,80-1,10 0,15-0,25 4130 
4140 0,38-0,43 0,75-1,00 0,040 0,040 0,20-0,35 -- 0,80-1,10 0,18-0,25 4140 
4320 0,17-0,22 0,45-0,65 0,040 0,040 0,20-0,35 1,65-2,00 0,40-0,60 0,20-0,30 4320 
4340 0,38-0,43 0,60-0,80 0,040 0,040 0,20-0,35 1,65-2,00 0,70-0,90 0,20-0,30 4340 
4615 0,13-0,18 0,45-0,65 0,040 0,040 0,20-0,35 1,65-2,00 -- 0,20-0,30 4615 
4640 0,38-0,43 0,60-0,80 0,040 0,040 0,20-0,35 1,65-2,00 -- 0,20-0,30 4640 
4820 0,18-0,23 0,50-0,70 0,040 0,040 0,20-0,35 3,25-3,75 -- 0,20-0,30 4820 
5045 0,43-0,48 0,70-0,90 0,040 0,040 0,20-0,35 -- 0,55-0,75 -- 5045 
5130 0,28-0,33 0,70-0,90 0,040 0,040 0,20-0,35 -- 0,80-1,10 -- 5130 
50100 0,95-1,10 0,25-0,45 0,025 0,025 0,20-0,35 -- 0,40-0,60 -- E50100 
52100 0,95-1,10 0,25-0,45 0,025 0,025 0,20-0,35 -- 1,30-1,60 -- E52100 
 V 
6150 0,48-0,53 0,70-0,90 0,040 0,040 0,20-0,35 -- 0,80-1,10 0,15 min. 6150 
 Mo 
8615 0,13-0,18 0,70-0,90 0,040 0,040 0,20-0,35 0,40-0,70 0,50-0,60 0,15-0,25 8615 
8740 0,38-0,43 0,75-1,00 0,040 0,040 0,20-0,35 0,40-0,70 0,40-0,60 0,20-0,30 8740 
9260 0,55-0,65 0,70-1,00 0,040 0,040 1,80-2,20 -- -- -- 9260 
9440 0,38-0,43 0,90-1,20 0,040 0,040 0,20-0,35 0,30-0,60 0,30-0,50 0,08-0,15 9440 
9840 0,38-0,43 0,70-0,90 0,040 0,040 0,20-0,35 0,85-1,15 0,70-0,90 0,20-0,30 9840 
 Prefixo: E – Aço fabricado em forno elétrico, (m) – valor máximo 
 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 4 
 
Outro sistema comumente utilizado para a classificação de aços e outras ligas metálicas é 
feito pela American Society for Testing and Materials (ASTM). Este sistema é publicado 
anualmente em um livro de normas ASTM que consiste de, pelo menos, 33 partes. Sete destas 
partes especificam metais: 
 
Part 1: Steel piping, tubings and fittings. 
Part 2: Ferrous castings-ferro-alloys. 
Part 3: Steel sheet, strip, bar, rod, wire, etc. 
Part 4: Structural steel, steel plate, steel rails, wheels, etc. 
Part 5: Cooper and cooper alloys. 
Part 6: Die-cast metals, light metals and alloys. 
Part 7: Nonferrous metals and alloys. 
 
Outras partes cobrem materiais diversos como concreto, produtos químicos, materiais 
isolantes, papel, produtos de petróleo, combustíveis, borracha, etc. Três partes são 
relacionadas com testes: 
 
Part 30: General Test Methods. 
Part 31: Metals-Physical and Mechanical Non-destructive Tests. 
Part 32: Analytical Methods of Analysis. 
 
As especificações ASTM para metais são identificadas por uma letra, A para ligas ferrosas e 
B para ligas não ferrosas. Após esta letra, um grupo de um, dois ou três dígitos indica o 
número da especificação, seguido por dois dígitos que indicam o ano de sua adoção formal. 
As especificações ASTM apresentam uma posição comum de fabricantes, usuários e outros 
grupos interessados em um dado tipo de produto ou material. Elas especificam as 
propriedades mecânicas do material e, em muitos casos, a sua composição química. 
 
Outras organizações que especificam aços, cujos sistemas de especificação são usados 
algumas vezes em nosso país, incluem a American Society of Mechanical Engineers (ASME), 
o American Petroleum Institute (API) e o American Bureau of Shipping (ABS), além de 
diversas organizações normalizadoras nacionais como a British Standard (BS) e a DIN. 
 
Nos últimos anos, o sistema de numeração unificado (UNS – unified numbering system), 
gerenciado em conjunto para ASTM e a SAE internacionais, tem sido amplamente usado para 
a designação de ligas metálicas. Este sistema se baseia em uma letra seguida por cinco dígitos 
usados para designar a composição química, sem especificar diretamente propriedades da liga 
e características (por exemplo, forma e dimensões) de produtos. No sistema UNS, a letra 
indica o tipo de liga, por exemplo, o “A” indica alumínio e suas ligas e o “S” indica aço 
inoxidável (Stainless Steel). Os dígitos indicam a liga específica, sendo que, frequentemente, 
alguns dos dígitos refletem aqueles usados em sistemas de classificação mais antigos. A 
tabela 3 mostra o significado das letras usadas no sistema UNS. 
 
 
2.2. Soldagem de Aços Carbono e de Baixa Liga: 
 
Aços carbono são ligas de ferro e carbono (até 2%C) contendo ainda, como residuais (de 
materiais primas ou do processo de fabricação), outros elementos como Mn, Si, S e P. Aços 
de baixo carbono têm um teor de carbono inferior a 0,15%. Aços doces (“mild steels”) contêm 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 5 
de 0,15 a 0,3%C. Aços de baixa liga têm uma quantidade total de elementos de liga inferior a 
2%. Estes grupos de aços serão considerados neste item. 
 
Tabela 3 - Designação UNS para aços e ligas não ferrosas. 
Designação UNS Tipo de Metal/Liga 
A00001-A99999 Alumínio e suas ligas 
C00001-C99999 Cobre e suas de cobre 
D00001-D99999 Aços especificados por propriedades mecânicas 
E00001-E99999 Terras raras e metais e ligas similares a terras raras 
F00001-F99999 Ferros fundidos 
G00001-G99999 Aços carbono e ligados AISI e SAE (exceto aços ferramenta) 
H00001-H99999 Aços AISI e SAE H (temperabilidade controlada) 
J00001-J99999 Aços fundidos (exceto aços ferramenta) 
K00001-K99999 Aços e ligas ferrosas diversas 
L00001-L99999 Metais e ligas de baixo ponto de fusão (chumbo, estanho, lítio, etc.) 
M00001-M99999 Metais e ligas não ferrosas diversas 
N00001-N99999 Níquel e suas ligas 
P00001-P99999 Metais preciosos e suas ligas 
R00001-R99999 Metais reativos e refratários e suas ligas 
S00001-S99999 
Aços (inoxidáveis) resistentes à corrosão e ao calor, aços para 
válvulas, superligas a base de ferro 
T00001-T99999 Aços ferramenta processados e fundidos 
W00001-W99999 
Metais de adição para soldagem, classificados pela composição do 
depósito 
Z00001-Z99999 Zinco e suas ligas 
 
 
O maior problema de soldabilidade destes aços é a formação de trincas induzidas pelo 
hidrogênio, principalmente na zona termicamente afetada (ZTA). Outros problemas mais 
específicos incluem a perda de tenacidade na ZTA, ou na zona fundida (associada com a 
formação de estruturas de granulação grosseira, durante a soldagem com elevado aporte 
térmico, ou com a formação de martensita na soldagem com baixo aporte térmico) e a 
formação de trincas de solidificação (em peças contaminadas ou na soldagem com aporte 
térmico elevado). Ainda, em função de uma seleção inadequada de consumíveis ou de um 
projeto ou execução incorretos (ver item 1 - soldabilidade), podem ocorrer problemas de 
porosidade, mordeduras, falta de fusão, corrosão, etc. 
 
Aços de Baixo Carbono e Aços Doces 
Aços de baixo carbono incluem as séries AISI C-1008 e C-1025. O teor de carbono varia 
entre 0,10 e 0,25%, o de manganês entre 0,25 e 1,5%, o teor de fósforo máximo é de 0,04% e 
o de enxofre é de 0,05% (hoje, na prática, os teores de P e S dificilmente chegam próximo 
destes limites). Estes são os aços mais comumente usados em fabricação e construção. São 
materiais facilmente soldáveis por qualquer processo a arco, gás ou resistência. 
 
Para a soldagem com eletrodos revestidos (SMAW), eletrodos da classe AWS E60XX e 
E70XX fornecem resistência mecânica suficiente para a soldagem destes aços. Eletrodos da 
classe E60XX devemser usados para aços com limite de escoamento inferior a 350 MPa e 
eletrodos E70XX devem ser usados com aços com limite de escoamento de até 420 MPa. Para 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 6 
a seleção do tipo de eletrodo, as características operacionais desejadas devem ser 
consideradas. 
 
Aços de Médio Carbono 
Estes aços incluem as séries AISI entre C-1030 e C-1050. A composição é similar a dos aços 
de baixo carbono, exceto pelo teor de carbono entre 0,3 e 0,5% e o teor de manganês entre 0,6 
e 1,65%. Em função do maior teor de carbono e de manganês, eletrodos de baixo hidrogênio 
são recomendados, particularmente para peças de maior espessura. Um pré-aquecimento entre 
150 e 260ºC pode ser necessário. Pós-aquecimento é recomendado algumas vezes para aliviar 
tensões residuais e reduzir a dureza que pode ser causada por um resfriamento rápido após 
soldagem. Aços de médio carbono podem ser facilmente soldados pelos mesmos processos 
usados para os aços de baixo carbono desde que os cuidados colocados acima sejam 
observados. 
 
Aços de Alto Carbono 
Estes aços incluem as séries AISI entre C-1050 e C-1095. A composição é similar aos aços 
anteriores, exceto pelo teor de carbono entre 0,5 e 1,03% e o teor de Mn entre 0,3 e 1,0%. A 
soldagem destes aços necessita de cuidados especiais. Eletrodos/processos de baixo 
hidrogênio precisam ser usados com um pré-aquecimento entre 200 e 320ºC, especialmente, 
para peças mais pesadas. Um tratamento térmico após soldagem (alívio de tensões ou mesmo 
recozimento) é usualmente especificado. Os mesmos processos de soldagem podem ser 
usados para estes aços. 
 
Aços de Baixa Liga 
Estes aços são soldados, no processo SMAW, com eletrodos das classes E80XX, E90XX e 
E100XX da norma AWS A5.5. Para a seleção do metal de adição para estes aços, além das 
propriedades mecânicas, é muitas vezes necessário considerar detalhes de sua composição 
química, o que é indicado, no caso da soldagem SMAW, por um sufixo de letras e dígitos 
(tabela 4). Apresentam-se, a seguir, exemplos de alguns destes aços. 
 
Aços de Baixa Liga ao Níquel 
Incluem os aços das séries AISI 2315, 2515 e 2517. Teores de carbono variam entre 0,12 e 
0,3%, de manganês entre 0,4 e 0,6%, de silício entre 0,2 e 0,45% e de níquel entre 3,25 e 
5,25%. Pré-aquecimento não é necessário para %C < 0,15, exceto para juntas de grande 
espessura. Para maiores teores de carbono, um pré-aquecimento de até 260ºC deve ser usado, 
embora para juntas de menos de cerca de 7 mm, este possa ser dispensado. Alívio de tensões 
após soldagem é recomendável. Na soldagem SMAW, eletrodos de baixo hidrogênio com 
sufixo C1 ou C2 (tabela 4) devem ser usados dependendo do teor de níquel do metal base. 
 
Aços de Baixa Liga ao Manganês 
Este grupo inclui os tipos AISI 1320, 1330, 1335, 1340 e 1345. Nestes aços, o teor de carbono 
varia de 0,18 a 0,48%, de manganês entre 1,6 e 1,9% e de silício entre 0,2 e 0,35%. Pré-
aquecimento não é necessário para os menores teores de C e Mn. Para C > 0,25%, um pré-
aquecimento entre 120 e 150ºC é necessário. Para maiores teores de C e Mn e para juntas de 
grande espessura, a temperatura de pré-aquecimento pode atingir 300ºC, sendo recomendado 
o uso de alívio de tensões. Eletrodos E80XX e E90XX com sufixo A1, D1 e D2 devem ser 
usados. 
 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 7 
Tabela 4 - Código de composição química do metal depositado por eletrodos revestidos 
segundo a norma AWS A5.5. 
Designação Características 
Exxxx-A1 Eletrodos de aço C-Mo com 0,40 a 0,65%Mo. 
Exxxx-B1 Eletrodos de aço Cr-Mo com 0,40 a 0,65% de Cr e Mo. 
Exxxx-B2 Eletrodos de aço Cr-Mo com 1,00 a 1,50%Cr e 0,40 a 
0,65%Mo. 
Exxxx-B2L Eletrodos de aço Cr-Mo com 1,00 a 1,50%Cr e 0,40 a 
0,65%Mo e baixo teor de carbono (<0,05%).. 
Exxxx-B3 Eletrodos de aço Cr-Mo com 2,00 a 2,50%Cr e 0,90 a 
1,20%Mo. 
Exxxx-B4L Eletrodos de aço Cr-Mo com 1,75 a 2,25%Cr e 0,40 a 
0,65%Mo e baixo teor de carbono (<0,05%). 
Exxxx-B5 Eletrodos de aço Cr-Mo com 0,40 a 0,60%Cr e 1,00 a 
1,25%Mo e <0,05%V. 
Exxxx-C1 Eletrodos de aço Ni com 2,00 a 2,75%Ni. 
Exxxx-C2 Eletrodos de aço Ni com 3,00 a 3,75%Ni. 
Exxxx-C3 Eletrodos de aço Ni com 0,80 a 1,10%Ni, <0,15%Cr, 
<0,35%Mo e <0,05%V. 
Exxxx-D1 Eletrodos de aço Mn-Mo com 1,25 a 1,75%Mn e 0,25-
0,45%Mo. 
Exxxx-D2 Eletrodos de aço Mn-Mo com 1,65 a 2,00%Mn e 0,25-
0,45%Mo. 
Exxxx-G Todos os outros eletrodos de aço baixa liga com 
>1,00%Mn mais diferentes teores de Ni, Cr, Mo e V. 
Exxxx-M Classes especiais ligadas a especificações militares. 
 
Aços de Baixa Liga ao Cromo 
Este grupo inclui os aços dos tipos AISI 5015, 5160, 50100, 51100 e 52100. Nestes aços, o 
teor de carbono varia entre 0,12 e 1,1%, o manganês varia entre 0,3 e 1,0%, o silício entre 0,2 
e 0,3% e o cromo entre 0,2 e 1,6%. Aços com teor de C próximo de seu limite inferior podem 
ser soldados sem nenhum cuidado especial. Para maiores teores de carbono (e de cromo), a 
temperabilidade aumenta de forma pronunciada e pré-aquecimentos de até 400ºC podem ser 
necessários, particularmente para juntas de maior espessura. Eletrodos revestidos com sufixo 
B devem ser usados. 
 
Os exemplos anteriores ilustram a importância de, na seleção de um consumível para aços de 
baixa liga, ajustar a resistência mecânica e a composição química do deposito de solda de 
acordo com as características do metal base. Contudo, nem sempre existe disponível um 
consumível capaz de depositar material com composição igual ao metal base, sendo preciso 
selecionar consumível o mais similar o possível e avaliar possíveis efeitos das diferenças de 
composição no comportamento da solda. 
 
Aços Resistentes ao Tempo 
Aços resistentes ao tempo (aços patináveis) são aços de baixa liga que podem ser expostos ao 
ambiente sem serem pintados, sendo protegidos por uma densa camada de óxido que se forma 
naturalmente. Devido a esta camada, a sua resistência a corrosão é quatro a seis vezes a 
resistência de aços estruturais ao carbono. Aços resistentes ao tempo são cobertos pela 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 8 
especificação ASTM A242. Nesta, limites mínimos de escoamento e de resistência de 
350 MPa e de 420 MPa (70 ksi), respectivamente, são especificados. 
 
Para os aços citados acima em geral, fórmulas de carbono equivalente (CE) são comumente 
usadas para estimar a necessidade de cuidados especiais na sua soldagem. Uma expressão de 
CE muito difundida é: 
CE C
Mn Mo Cr Ni Cu P
      %
% % % % % %
6 4 5 15 15 3
 
 
Preferencialmente, o CE deve ser calculado para a composição real do aço. Quando esta não é 
conhecida, os teores máximos na faixa da especificação do aço devem ser considerados por 
segurança. Um metal base é considerado facilmente soldável com o processo SMAW quando 
CE < 0,40. Acima deste nível, cuidados especiais são necessários. Processos de soldagem de 
baixo hidrogênio devem ser usados e pode ser necessário pré-aquecer a junta. Quando 
CE > 0,60, deve-se usar pré-aquecimento para juntas com espessura acima de 20 mm. Quando 
CE > 0,90, um pré-aquecimento a uma temperatura elevada é absolutamente necessário para 
todos os casos, exceto para juntas de muito pequena espessura. A tabela 5 mostra valores 
típicos de temperatura de pré-aquecimento para diferentes tipos de aços e, também, para ferro 
fundido. Como a temperatura de pré-aquecimento depende de diversos fatores, os valores 
mostrados nesta tabela devem ser tomados apenas como uma referência inicial. 
 
Na soldagem com arco submerso (SAW), a composição do depósito de solda deve, também, 
ser similar a do metal base. Um fluxo não ativo (que não coloca nem retira elementos deliga 
da poça de fusão) deve ser usado preferencialmente com aços de baixa liga. Em geral, a 
necessidade de pré-aquecimento é reduzida na soldagem SAW devido aos maiores aportes 
térmicos utilizados. Para garantir um baixo nível de hidrogênio, é importante utilizar um fluxo 
corretamente seco e limpar adequadamente o metal base na região da solda. 
 
Na soldagem com eletrodo consumível e proteção gasosa (GMAW) de aços de baixa liga, a 
composição do eletrodo deve ser adequada para o metal base e o gás de proteção deve ser 
selecionado de forma a minimizar a queima (oxidação) do metal de solda. O nível de pré-
aquecimento é similar ao usado com o processo SMAW. 
 
Tabela 5 – Temperaturas típicas de pré-aquecimento para diferentes tipos de aço e para ferro 
fundido
1
. 
Tipo de aço Temperatura 
(
o
C) 
Baixo carbono (%C < 0,30) 
Médio carbono (0,30 < %C < 0,55) 
Alto carbono (0,50 < %C < 0,83) 
Aços C-Mo (0,10 < %C < 0,30) 
Aços C-Mo (0,30 < %C < 0,35) 
Aços Ni (< 3,5%Ni) 
Aços Cr 
Aços Cr-Ni 
Ferro fundido 
 90-150 
150-260 
260-430 
150-320 
260-430 
 90-370 
150-260 
 90-590 
370-480 
 
 
1 TC 9-237, Welding Theory and Application, American Army, 1993. 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 9 
Na soldagem de aços com níveis diferentes de resistência mecânica, o metal de adição deve 
ser selecionado de forma a fornecer um depósito de resistência compatível com o aço de 
menor resistência. O procedimento de soldagem (pré-aquecimento, aporte térmico, etc), 
contudo, deve ser especificado de acordo com o aço de maior resistência. 
 
Em princípio, aços resistentes ao tempo podem ser soldados por todos os processos a arco, 
por soldagem a gás e por resistência. Contudo, cuidados especiais devem ser tomados em 
função de suas características. Na soldagem SMAW, eletrodos E7018 podem ser usados para 
a deposição dos passes de raiz e de enchimento. O acabamento (isto é, a última camada da 
solda, exposta ao tempo) deve, contudo, ser feito com um eletrodo E7018-C1 uma vez que o 
maior teor de níquel do depósito dará à solda características de resistência à corrosão 
similares ao metal base. 
 
2.3. Soldagem de Aços Ligados: 
 
Aços Estruturais Temperados e Revenidos 
Estes aços foram desenvolvidos na década de 50 a partir de aços para aplicação militar 
(blindagem). Estes aços são usados após tratamento térmico de têmpera e revenido e 
apresentam elevada resistência mecânica, com limite de escoamento da ordem de 700 MPa, 
associado com uma boa soldabilidade. Eles ainda apresentam boa ductilidade, boa tenacidade 
e boa resistência à fadiga. Procedimentos de soldagem relativamente simples podem ser 
usados na sua soldagem, sem pré-aquecimento ou com pré-aquecimentos a temperaturas 
baixas. Aços temperados e revenidos são cobertos pelas especificações ASTM A514, A517 e 
outras, por especificações da marinha americana (aços HY) e por documentos de diferentes 
produtores de aço. Aços temperados e revenidos são muito utilizados na fabricação de 
estruturas soldadas nas quais uma elevada razão peso/resistência é importante. 
 
Para a soldagem de aços temperados e revenidos da classe ASTM A514/A517, um baixo 
aporte térmico é utilizado para se conseguir uma resistência mecânica adequada na junta. Três 
fatores devem ser considerados: (1) o uso de um metal de adição adequado, (2) o uso do 
correto aporte térmico e (3) a estrita obediência ao procedimento de soldagem recomendado. 
 
Processos comumente utilizados na soldagem destes aços são SMAW, GMAW, SAW e 
FCAW (arame tubular), dependendo da disponibilidade de consumíveis. O processo TIG 
(GTAW) também é utilizado, mas é restrito a juntas de menor espessura. Processos de alto 
aporte térmico, como a soldagem com eletro-escória, não são recomendados devido à perda 
de resistência mecânica que a junta pode sofrer em função da microestrutura formada. 
Qualquer que seja o processo de soldagem, é essencial garantir que o nível de hidrogênio na 
solda seja mínimo devido ao risco de formação de trincas. Isto significa a utilização de 
consumíveis de baixo hidrogênio, uma secagem adequada destes e a preparação de uma junta 
limpa. 
 
Na soldagem SMAW, eletrodos de baixo hidrogênio da classe E11018 ou E12018 devem ser 
utilizados para garantir uma resistência mecânica adequada da solda. Para o processo 
GMAW, uma mistura de proteção Ar-2%O2 é comumente usada. Arames de composição 
química especial (não cobertos usualmente por especificações da AWS) devem ser usados. A 
composição química do arame deve ser similar ao do metal base. Na soldagem SAW, um 
fluxo não ativo deve ser usado com um arame de composição similar ao metal base. 
 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 10 
O aporte térmico depende da espessura da junta e das temperaturas de pré-aquecimento e 
entre-passes. Juntas de pequena espessura (25 mm) podem ser soldadas a temperaturas 
próximas da ambiente. Maiores espessuras precisam de um pré-aquecimento em torno de 
100ºC e temperaturas maiores podem ser utilizadas para juntas com pequena liberdade de 
movimento (alta restrição) devido às elevadas tensões residuais que podem se desenvolver 
nestas condições. A tabela 6 mostra limites superiores de aporte térmico, sugeridos para aços 
da classe ASTM A514/A517. Na prática, estes limites podem variar para cada aço e uma boa 
prática é a consulta às recomendações do próprio fabricante do aço. Quando a soldagem é 
feita com um aporte térmico superior ao adequado, a junta soldada tende a apresentar menor 
resistência mecânica do que o metal base. 
 
Tabela 6 - Limites superiores sugeridos para o aporte térmico (kJ/mm). 
Espessura da Pré-aquecimento (ºC) 
Junta (mm) Ambiente 95 150 205 
 5,0 
 6,4 
12,7 
19,0 
25,4 
31,8 
0,7 
0,9 
1,9 
3,5 
-- 
-- 
0,6 
0,8 
1,5 
2,8 
4,3 
6,1 
0,5 
0,6 
1,3 
2,2 
3,4 
4,7 
0,4 
0,5 
1,0 
1,6 
2,6 
3,7 
 
Durante a soldagem destes aços, o procedimento de soldagem deve ser cuidadosamente 
seguido e técnicas operatórias que resultem em uma velocidade de resfriamento 
inadequadamente baixa devem ser evitadas. Assim, não se deve usar o tecimento dos cordões. 
Quando este não puder ser evitado, como na soldagem vertical ascendente, ele deve ser o 
menor possível, por exemplo inferior a dois diâmetros do eletrodo. Pelo mesmo motivo, 
cuidado extremo deve ser tomado para evitar que a temperatura entre passes ultrapasse o 
máximo especificado. 
 
Aços Cromo-Molibdênio 
Estes aços foram desenvolvidos para aplicações a temperatura elevada, sendo muito usados 
em tubulações que operam a alta pressão e temperaturas entre cerca de 370 e 600ºC. Nesta 
faixa de temperatura, os aços Cr-Mo mantém uma resistência mecânica adequada, além de 
não sofrerem problema de fluência nem de fragilização após longos períodos de uso. São 
comumente usados na condição normalizada ou temperada e revenida com a resistência 
mecânica à temperatura ambiente variando de 590 a 940 MPa. As composições comuns destes 
aços incluem: 1%Cr-1/2%Mo, 1-1/4%Cr-1/2%Mo, 2%Cr-1/2%Mo, 2-1/4%Cr-1%Mo e 
5%Cr-1/2%Mo. 
 
Os processos mais comumente usados para a soldagem de aços Cr-Mo são SMAW, GTAW e 
GMAW, embora arco submerso e arame tubular também possam ser usados. Para qualquer 
processo, é importante selecionar um metal de adição de composição similar ao metal base. 
 
No processo SMAW, eletrodos com sufixo B são utilizados (tabela 4) variando de B1 para 
aços 1/2%Cr-1/2%Mo até B4 para o aço 2-1/2%Cr-1/2%Mo. Para maiores teores de liga são 
necessários eletrodos especiais, não cobertos pelaespecificação da AWS. Eletrodos devem ser 
sempre de baixo hidrogênio os quais podem ter características operatórias que dificultam a 
realização do passe de raiz em tubulações. 
 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 11 
Boa parte da soldagem destes aços é feita em tubulações para as quais o passe de raiz é 
comumente feito pelo processo GTAW e os outros passes por um outro processo. 
 
O procedimento de soldagem deve incluir pré-aquecimento e, muitas vezes, pós-aquecimento 
em função da temperabilidade destes aços. Temperaturas de pré-aquecimento de até 370ºC 
podem ser usadas. Para um teor de carbono inferior a 0,2% e espessura menor que 9,5mm, a 
soldagem pode ser feita com um pré-aquecimento mínimo (40ºC). Maiores teores de carbono 
e maiores espessuras exigem pré-aquecimento a maiores temperaturas. 
 
Tratamento térmico após soldagem deve ser feito para teores de carbono acima de 0,2% e 
espessuras superiores a 13 mm. Temperaturas de tratamento térmico variam de 620 a 705ºC, 
as menores temperaturas sendo usadas para as menores espessuras. No caso de interrupção da 
soldagem antes de seu término, a junta deve ser resfriada lentamente e tratada termicamente 
antes do reinício da soldagem. 
 
Quando diferentes tipos de aços Cr-Mo são soldados, as condições de pré-aquecimento e de 
tratamento térmico são determinadas pelo aço de maior teor de liga, mas o metal de adição 
pode ser selecionado com base no metal base menos ligado. 
 
2.4. Soldagem de Aços Inoxidáveis: 
 
Aços inoxidáveis são ligas ferrosas de excelente resistência à corrosão em diversos ambientes. 
São basicamente ligas Fe-Cr ou Fe-Cr-Ni, podendo conter, ainda, elementos como C, N, Mo, 
Mn, Nb, Ti, etc, seja como elementos de liga seja como residuais. A forma mais usual de 
classificar estes materiais baseia-se na sua microestrutura usual, resultante do balanço de 
elementos de liga e dos tratamentos térmicos e mecânicos aplicados, isto é: 
 
(a) Aços inoxidáveis ferríticos: São ligas Fe-Cr, com teor de cromo, em geral, entre 11 e 30% 
e um teor de carbono relativamente baixo, em geral inferior a 0,12%. O tipo mais 
comumente usado deste aço é o AISI 430. Estes aços não são temperáveis e sua 
granulação só pode ser refinada por uma combinação adequada de trabalho mecânico e 
recozimento. Se expostos por tempos prolongados a temperaturas em torno de 500ºC, 
estes aços podem ser fragilizados pela precipitação de intermetálicos. No estado recozido, 
sua ductilidade e tenacidade à temperatura ambiente são geralmente satisfatórias. 
Apresentam boa resistência à corrosão e à oxidação, inclusive a alta temperatura. São 
usados em aplicações envolvendo o ácido nítrico, na fabricação de eletrodomésticos, 
cubas, utensílios para cozinha e laboratórios, em aplicações a alta temperatura, etc. 
Apresentam uma estrutura predominantemente ferrítica em qualquer temperatura até a 
sua fusão. 
 
(b) Aços inoxidáveis martensíticos: São, geralmente, ligas Fe-Cr-C, com teores de cromo 
entre 11 e 18% e entre 0,1 e 0,5% (podendo, em alguns casos, chegar a 1%) de carbono e 
capazes de serem austenitizadas a uma temperatura suficiente elevada. O tipo mais 
comumente usado deste aço é o AISI 410. Devido à sua elevada temperabilidade, estas 
ligas podem apresentar uma estrutura completamente martensítica mesmo após um 
resfriamento ao ar calmo. São, portanto, ligas endurecíveis por tratamento térmico, sendo 
usadas, em geral, no estado temperado e revenido. Sua resistência à corrosão é inferior a 
dos outros tipos, sendo, contudo, satisfatória para meios mais fracamente corrosivos. São 
particularmente adequados para aplicações que requerem elevada resistência mecânica, 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 12 
dureza e resistência à abrasão ou erosão em ambiente seco ou úmido como, por exemplo, 
em componentes de turbinas a gás ou vapor, mancais e em peças de cutelaria. 
 
(c) Aços inoxidáveis austeníticos: Esta classe inclui, principalmente, ligas Fe-Cr-Ni. 
Apresentam estrutura predominantemente austenítica à temperatura ambiente, não sendo 
endurecíveis por tratamento térmico. Formam o grupo mais usado e numeroso de aços 
inoxidáveis. Contêm entre cerca de 16 e 30% de Cr, entre 6 e 26% de Ni e menos de 
0,3% de carbono, sendo o tipo mais comum o aço AISI 304. Apresentam, à temperatura 
ambiente, um baixo limite de escoamento, um limite de resistência elevado e grande 
ductilidade. São, entre os aços inoxidáveis, os materiais de melhor soldabilidade e 
resistência geral à corrosão. Encontram aplicações na indústria química, alimentícia, de 
refino de petróleo e em muitas outras. 
 
(d) Aços inoxidáveis duplex: São ligas Fe-Cr-Ni-Mo-N, podendo conter, ainda, adições de Cu 
e outros elementos. Apresentam uma estrutura austeno-ferrítica com aproximadamente 
50% de cada fase. São caracterizados por uma elevada resistência mecânica e excelente 
resistência à corrosão, particularmente em ambientes contendo cloretos, nos quais os aços 
austeníticos têm um pior desempenho. 
 
Os três processos mais utilizados para a soldagem de aços inoxidáveis são SMAW, GTAW e 
GMAW, embora vários outros sejam também usados. O processo SMAW é utilizado em 
serviços em geral, particularmente no campo e em diferentes posições. O processo GTAW é 
amplamente utilizado na soldagem de peças de aço inoxidável de menor espessura. O 
processo GMAW é utilizado para juntas mais espessas, sendo um processo de maior 
produtividade. Transferências spray (com misturas Ar-2%O2 ou 5%O2) e por curto circuito 
(com misturas Ar-CO2 e Ar-He-CO2) podem ser usadas. Arames tubulares para a soldagem 
destes aços estão se tornando mais comuns nos últimos anos. 
 
Aços inoxidáveis podem ser considerados como ligeiramente mais difíceis de soldar que aços 
de baixo carbono, mas as dificuldades variem de forma importante com o tipo de aço. Um 
aspecto fundamental na soldagem de aços inoxidáveis é a necessidade de limpeza de modo a 
minimizar contaminações que deteriorem a sua resistência à corrosão. Cuidados com a forma 
do cordão também são muito importantes, uma vez que irregularidades superficiais podem se 
tornar pontos de acúmulo de sujeira e início de corrosão. Adicionalmente, as diferenças de 
propriedades físicas entre os aços comuns e os inoxidáveis, implicam em diferenças nos 
procedimentos de soldagem. As principais diferenças de propriedades são: 
1. Menor temperatura de fusão. 
2. Menor condutividade térmica. 
3. Maior coeficiente de expansão térmica. 
4. Maior resistência elétrica. 
 
Aços Inoxidáveis Austeníticos 
Todos os aços austeníticos são relativamente simples de soldar, com exceção dos aços com 
adição de enxofre para usinagem fácil. Os aços austeníticos apresentam coeficiente de 
expansão térmica maior (cerca de 45%), maior resistência elétrica e menor condutividade 
térmica que os aços doces. Nos aços com teor de carbono superior a 0,06%, carbonetos 
podem ser precipitados nos contornos de grão da ZTA, durante o ciclo térmico de soldagem, 
prejudicando a resistência à corrosão. Para minimizar este problema e, também, problemas de 
distorção, recomenda-se soldar estes aços com uma maior velocidade de deslocamento. 
Devido à menor temperatura de fusão destes aços e sua menor condução de calor, a corrente 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 13 
de soldagem é usualmente menor que a usada em aços doces. Um maior coeficiente de 
expansão térmica torna maior a tendência à distorção na soldagem destes aços e levam à 
necessidade da adoção de técnicas para a sua redução. Para chapas finas, dispositivos de 
fixação e um ponteamento cuidadoso são, em geral, uma necessidade. Dependendo de sua 
composição química (maior quantidade deelementos gamagênicos), o metal de solda pode 
solidificar-se com uma estrutura completamente austenítica. Nestas condições, a solda é muito 
sensível ao aparecimento de trincas durante a solidificação. Este problema é minimizado pela 
seleção de metal de adição que possibilite uma estrutura austeno-ferrítica na solidificação e 
resulte em cerca de 4 a 10% de ferrita na solda à temperatura ambiente. Nos casos em que a 
seleção de um consumível deste tipo não seja possível, isto é, havendo a necessidade de uma 
estrutura completamente austenítica na solda (em ambientes altamente corrosivos ou em 
aplicações criogênicas, por exemplo), eletrodos com baixos teores de enxofre e fósforo e uma 
elevada relação Mn/S devem ser usados junto com um procedimento de soldagem que 
minimize o nível de tensões na solda. 
 
Aços Inoxidáveis Ferríticos 
Estes aços apresentam coeficiente de expansão térmica similar aos aços doces, tendo, 
portanto, menor tendência à distorção. Apresentam, contudo, sérios problemas de perda de 
ductilidade e tenacidade e de resistência à corrosão da região da solda devido à formação de 
uma estrutura de granulação grosseira, à precipitação de carbonetos e nitretos e à formação de 
uma rede de martensita ao longo dos contornos dos grãos de ferrita. Estes problemas limitam, 
para a maioria dos aços ferríticos, a utilização da soldagem para aplicações de pequena 
responsabilidade. Nestes casos, para algumas aplicações, pode-se utilizar metal de adição 
austenítico para restringir estes problemas à ZTA da solda. Novos tipos de aços inoxidáveis 
ferríticos com extra baixo teor de elementos intersticiais (C+N < 0,03%) e adições de Nb ou 
Ti (elementos que se ligam fortemente aos elementos intersticiais reduzindo a sua influência 
negativa durante a soldagem) têm desenvolvidos. Estes aços apresentam um comportamento 
melhor para a soldagem e têm sido utilizados em aplicações que envolvem soldagem como 
em tubulações, trocadores de calor e sistemas de escapamento de automóveis.. 
 
Aços Inoxidáveis Martensíticos 
Aços inoxidáveis martensíticos de baixo teor de carbono podem ser soldados sem maiores 
problemas. Aços com teor de carbono acima de 0,15% tendem a ser temperáveis ao ar e, 
assim, é necessário o uso de pré-aquecimento e, frequentemente, de pós-aquecimento para a 
sua soldagem. Temperatura de pré-aquecimento varia usualmente entre 230 e 290ºC. O Pós-
aquecimento deve ser feito imediatamente após a soldagem, entre 650 e 760ºC, seguido de 
resfriamento lento até a temperatura ambiente. Pré-aquecimento ou pós-aquecimento 
deficientes levam à formação de trincas de têmpera na região solda, potencializadas pela 
presença de hidrogênio. Quando o pré-aquecimento for impossível, metal de adição 
inoxidável austenítico deve ser usado. 
 
Aços Inoxidáveis Duplex 
Estes aços tendem a ser facilmente soldáveis desde que cuidados necessários sejam tomados. 
Em particular, um resfriamento muito rápido potencializa um teor muito elevado de ferrita e a 
precipitação de nitretos de cromo na ZTA e ZF, o que prejudica a tenacidade e a resistência à 
corrosão da solda. Por outro lado, um resfriamento muito lento e a manutenção por tempos 
longos a temperaturas entre cerca de 1000 e 600
o
C pode levar a precipitação de compostos 
intermetálicos que também prejudicam as propriedades mecânicas e químicas da solda. 
Assim, o controle da energia de soldagem e da temperatura de pré-aquecimento é muito 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 14 
importante para estes materiais. Para reduzir a quantidade de ferrita na ZF, o uso de uma 
mistura Ar-N2 como gás de proteção é comum. 
 
Metal de adição de aço inoxidável (principalmente austenítico) é comumente usado na 
soldagem de outros tipos de aços, na união de aços inoxidáveis com outros aços e na 
fabricação de revestimentos protetores contra a corrosão ou contra diversos tipos de desgaste. 
Para a previsão da microestrutura da solda e da possibilidade de ocorrência de problemas, 
diagramas constitucionais empíricos são muito utilizados. Destes, o mais conhecido é o 
Diagrama de Schaeffler (figura 1), existindo, contudo, diversos outros (Diagrama de DeLong, 
do WRC 1986, etc). Estes diagramas permitem prever a microestrutura da solda a partir de 
sua composição química, expressa em termos de equivalentes de cromo (Creq) e de (Nieq). 
 
A figura 2 mostra o diagrama de Schaeffler indicando áreas típicas de problemas na soldagem 
de aços inoxidáveis. De forma resumida, estes problemas são: 
 
1. Solidificação com uma estrutura completamente austenítica com uma elevada 
sensibilidade à formação de trincas durante a solidificação ou por perda de ductilidade 
acima de 1250ºC; 
 
2. Aços com elevado teor de elementos de liga levando à formação de fases intermetálicas 
após aquecimento entre cerca de 450 e 900ºC e, com isto, à sua fragilização; 
 
3. Aços com estrutura ferrítica capaz de sofrer um grande crescimento de grão na ZTA e ZF, 
sendo, desta forma, fragilizados; 
 
4. Aços de elevada temperabilidade com a formação de martensita na ZTA e ZF causando 
fragilização e fissuração pelo hidrogênio e por formação de martensita. 
 
Pode-se observar, na parte central do diagrama, na região de coexistência da ferrita e 
austenita, uma pequena área triangular que não é atingida por nenhum dos problemas 
indicados. De uma forma geral, para as aplicações usuais, os consumíveis de aço inoxidáveis 
austeníticos são projetados para, após diluição com o metal base, fornecer uma solda cuja 
composição química caia nesta região. 
 
O diagrama de Schaeffler permite prever a microestrutura da ZF com base na sua composição 
química e não é restrito aos aços inoxidáveis austeníticos, podendo ser usado também para 
aços ferríticos e martensíticos. Para utilizá-lo, os equivalentes de Cr e Ni devem ser 
calculados pela composição química da solda e a microestrutura é determinada pela leitura 
direta no diagrama do campo em o ponto (Creq, Nieq) se localiza. Em aplicações em que as 
composições dos metais base e de adição sejam diferentes, o ponto que representa a solda no 
diagrama estará sobre o segmento de reta entre o metal base e o metal de adição. A posição 
desse ponto no segmento dependerá da diluição da solda, ficando mais próximo do metal de 
adição para soldas de pequena diluição. Como um exemplo, suponha-se que um aço 
inoxidável ferrítico ABNT430 (0,03%C, 0,9%Mn, 0,4%Si e 17,3%Cr) tenha sido soldado 
com um eletrodo AWS E309 (0,06%C, 0,7%Mn, 0,7%Si, 22,1%Cr e12,5%Ni). Os valores 
dos equivalentes de Cr e Ní seriam: 
 Metal base: Creq = 17,9 e Nieq = 1,4% 
 Metal de adição: Creq = 23,2 e Nieq = 14,7 
 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 15 
A figura 3 mostra, no diagrama, os pontos deste exemplo correspondentes ao metal base, 
metal de adição e ao metal de solda para uma diluição de 30%. Neste caso, a solda teria certa 
de 15% de ferrita  em sua estrutura. 
 
 
Figura 1 - Diagrama de Schaeffler 
 
 
Figura 2 Regiões problemáticas típicas na soldagem de aços inoxidáveis: (1) Formação de 
trincas de solidificação ou por perda de ductilidade acima de 1250ºC; (2) 
fragilização por formação de fases intermetálicas após aquecimento entre cerca de 
450 e 900ºC; (3) fragilização por crescimento de grão; e (4) fragilização e 
fissuração por formação de martensita. 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 16 
 
 
Figura 3 - Diagrama de Schaeffler mostrando os pontos correspondentes ao metal base 
(MB), metal de adição (MA) e a solda (ZF), ver texto. 
 
 
2.5. Soldagem de Ferros Fundidos: 
 
Ferros fundidos são ligas com teores de carbono, em geral, superiores a 2% que se solidificam 
com a formação de umconstituinte eutético. Além do carbono, este material contem teores 
variados de silício, manganês, fósforo e enxofre e, em alguns casos, de cromo, níquel, 
molibdênio, titânio e outros elementos. A tabela 7 mostra a faixa de composição típica dos 
diferentes tipos de ferro fundido não ligados. 
 
Tabela 7 – Faixa típica de composição química (% em peso) de ferros fundidos não ligados. 
 
 C Si Mn S P 
Branco 1,8-3,6 0,5-1,9 0,25-0,8 0,06-0,2 0,06-0,2 
Maleável 2,2-2,9 0,9-1,9 0,15-1,2 0,02-0,2 0,02-0,2 
Cinzento 2,5-4,0 1,0-3,0 0,2-1,0 0,02-
0,25 
0.02-1,0 
Nodular 3,0-4,0 1,8-2,8 0,1-1,0 0,01-
0,03 
0,01-0,1 
Vermicula
r 
2,5-4,0 1,0-3,0 0,2-1,0 0,01-
0,03 
0,01-0,1 
 
 
Os ferros fundidos brancos não têm praticamente nenhum carbono livre, estando este 
elemento na forma de cementita ou de outro carboneto (nos ferros fundidos ligados). O 
constituinte eutético, formado na solidificação deste material, é formado de cementita e 
austenita (que, no resfriamento, se transforma em perlita) e é conhecido como ledeburita. 
Devido à grande quantidade de carboneto existente neste material e, eventualmente, a 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 17 
presença de martensita, este tipo de ferro fundido apresenta uma elevada resistência ao 
desgaste, particularmente quando ligado, mas possui uma ductilidade quase nula. A formação 
do ferro fundido branco é favorecida por baixos teores de Si e de outros elementos que 
favorecem a formação de grafite como Ni e Cu, pela presença de elementos que inibem a 
formação de grafite, como B, N, S, Cr, V, Mo e Mn, e por um resfriamento mais rápido. 
 
Os ferros fundidos maleáveis são basicamente ferros fundidos branco de composição 
adequada que são submetidos a um recozimento de longa duração no qual os carbonetos são 
decompostos, sendo formados nódulos de grafite uma forma aproximadamente esférica. Esta 
transformação possibilita uma melhoria substancial da ductilidade do material. 
 
Os ferros fundidos cinzentos têm, em geral, teor de silício acima de 1,5%, o que favorece a 
formação de grafite na solidificação e, em parte, enquanto o material está ainda na forma 
austenítica. A grafite tem uma forma típica de flocos finos que aparecem, em uma 
metalografia, como veios pontiagudos. Esta microestrutura favorece a propagação de trincas e 
prejudica a ductilidade deste material. A superfície de fratura, devido à grafite, tem um 
aspecto cinza característico e responsável pela denominação deste ferro fundido. 
 
Os ferros fundidos nodulares têm composição similar aos dos ferros fundidos cinzentos 
exceto pelo seu menor teor de enxofre. Para estes material, a sua inoculação, antes da 
solidificação, com pequenas quantidades de Mg ou Cério modifica radicalmente a geometria 
dos flocos de grafite que se tornam aproximadamente esféricos. A matriz deste ferro fundido, 
dependendo de suas condições de processamento pode ser perlítica ou ferrítica. A forma dos 
nódulos de grafite, que não atuam como fortes concentradores de tensão e iniciadores de 
trincas, garantem uma melhor ductilidade para este tipo de ferro fundido, que pode apresentar 
um alongamento de até cerca de 15%. . 
 
Os ferros fundidos vermiculares têm estruturas intermediárias entre os ferros fundidos 
cinzentos e os nodulares. O controle rigoroso da quantidade de inoculante e de suas condições 
de solidificação fazem que parte da grafite se forme com uma forma irregular e parte nodular. 
Este tipo de ferro fundido apresenta propriedades intermediárias entre os ferros fundidos 
cinzentos e os nodulares e possui uma elevada condutividade térmica e grande capacidade de 
absorção de vibração e tem sido usado na fabricação, por exemplo, de blocos de motores. 
 
A tabela 8 ilustra propriedades mecânicas típicas de alguns tipos de ferro fundido. 
 
Os ferros fundidos apresentam várias características que dificultam a sua soldagem, 
destacando-se: 
 
 Alto teor de carbono e, em geral, de fósforo e de enxofre. 
 
 Tendência à formação de cementita na região da solda devido às velocidades de 
resfriamento relativamente elevadas associadas com a soldagem. 
 
 Baixa ductilidade do metal base e de sua zona termicamente afetada. 
 
 Estrutura porosa dos ferros fundidos cinzento, maleável e nodular favorece a absorção de 
graxas e outras sujeiras durante o seu uso. 
 
 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 18 
Tabela 8 – Propriedades mecânicas típicas de alguns tipos de ferro fundido. 
Tipo 
Microestrutura da 
matriz 
Lim. de 
Escoamento 
(MPa) 
Limite de 
Resistência 
(MPa) 
Alongamento 
(%) 
Cinzento Ferrítica-perlítica --- 125 --- 
Cinzento Perlítica --- 275 --- 
Maleável Ferrítica 225 345 10 
Maleável Perlítica 350 480 5 
Nodular Ferrítica 275 415 18 
Nodular Perlítica 380 550 6 
 
 
Ferros fundidos brancos são considerados, em geral, não soldáveis devido à sua extrema 
fragilidade. A soldagem pode ser utilizada, em ferros fundidos cinzentos, maleáveis, 
nodulares e vermiculares, principalmente para eliminar defeitos de fundição e para reparar 
peças trincadas ou mesmo fraturas. 
 
Com base no tipo de metal de adição utilizado, a soldagem de ferros fundidos pode ser 
dividida em dois grupos principais: 
 Procedimentos que fornecem um metal depositado de composição similar ao metal base 
(ferro fundido), e 
 Procedimentos que fornecem um metal depositado de aço ou ligas com um elevado teor 
de metais não ferrosos (cobre/níquel). 
 
O primeiro método é usado principalmente para reparar defeitos em peças fundidas e utiliza 
um pré-aquecimento de 300 a 700
o
C e, em geral, um tratamento térmico após a soldagem. 
Durante a soldagem, forma-se uma grande poça de fusão, favorecendo a remoção de gases e 
inclusões não metálicas as zona fundida. O resfriamento da solda é mantido bem lento (não 
mais do que 50-100
o
C/h) dificultando a formação de ledeburita e de martensita na ZF e ZTA. 
Os principais processos de soldagem usados neste tipo de procedimento são OFW, SMAW e 
FCAW. 
 
No segundo método, a soldagem é, em geral, feita sem pré-aquecimento ou com um pré-
aquecimento mínimo com a deposição de passes curtos e espaçados e com uma baixa energia 
de soldagem de modo a minimizar a extensão das regiões afetadas pela soldagem. 
Martelamento (da solda) pode ser, em alguns casos, usado para reduzir o nível das tensões 
residuais. Eletrodos podem ser de metais não ferrosos (ligas de níquel ou de cobre) ou de aço. 
No primeiro caso, o material não dissolve o carbono nem forma carbonetos, mantendo a ZF 
dúctil e macia. Eletrodos de aço podem ser de aço inoxidável austenítico ou de aços especiais 
com elevado teor de elementos formadores de carboneto. Neste caso, o depósito tende a ter 
uma dureza mais elevada, não sendo, em geral, usinável. O método é usualmente realizado 
com o processo SMAW. 
 
 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 19 
2.6. Soldagem de Metais Não Ferrosos: 
 
2.6.1. Alumínio e suas ligas: 
 
O alumínio é um metal caracterizado por sua baixa densidade, baixa resistência mecânica 
(embora tratamentos térmicos e mecânicos, particularmente para certas ligas de Al, possam 
levar a níveis razoavelmente elevados de resistência mecânica), boa resistência à corrosão e 
elevadas condutividades térmica e elétrica. Existe um grande número de ligas de alumínio que 
podem apresentar um amplo espectro de propriedades. Estas ligas são classificadas 
geralmente por um sistema de quatro dígitos desenvolvido pela Aluminum Association, tabela 
9. 
 
Tabela 9 – Designação para grupos de ligas de alumínio. 
Elementos de liga principais Designação 
Alumínio comercialmente.puro (>99,0%Al) 1XXX 
Cobre 2XXX 
Manganês 3XXX 
Silício 4XXX 
Magnésio 5XXX 
Magnésio/Silício 6XXX 
Zinco 7XXX 
Outros elementos 8XXX 
 
Algumas ligas de alumínio (principalmente dos grupos 1XXX, 3XXX, 4XXX e 5XXX) não 
são tratáveis termicamente enquanto outras (principalmente dos grupos 2XXX, 6XXX e 
7XXX) podem ser tratadas termicamente. As ligas não endurecíveis por tratamento térmico 
podem ser endurecidas por solução sólida e por encruamento. Para as ligas tratáveis 
termicamente, o principal tratamento é o de solubilização e envelhecimento para causar 
endurecimento por precipitação. Este tratamento pode ser combinado com um encruamento 
antes do envelhecimento para maximizar o ganho de resistência mecânica. A condição ou 
estado da liga de alumínio pode ser indicado por um conjunto de letras e números colocados 
ao final de sua classificação. A designação da condição para ligas não tratáveis termicamente 
é mostrada, de forma resumida, na tabela 10. A designação para ligas tratáveis é mostrada, 
também de forma resumida, na tabela 11. 
 
Tabela 10 – Designação da condição de ligas não tratáveis termicamente. 
Designação Condição 
-O Recozido (para produtos trabalhados mecanicamente e recozidos até o maior 
amaciamento possível). 
-F Como fabricado (para produtos processados sem um controle específico das 
condições de fabricação). 
-H1* Encruado (para produtos trabalhados a frio sem recozimento posterior). 
-H2* Encruado e parcialmente e parcialmente recozido (para produtos encruados 
acima da resistência desejada e parcialmente recozidos até a resistência 
desejada). 
-H3* Encruado e estabilizado (para produtos tratados a baixa temperatura para 
reduzir ligeiramente a sua resistência e evitar o seu amaciamento progressivo 
à temperatura ambiente). 
* Dígitos colocados após estas designações indicam a severidade do tratamento. 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 20 
 
Tabela 11 – Designação da condição de ligas tratáveis termicamente. 
Designação Condição 
-O Recozido (para produtos recozidos até o maior amaciamento possível). 
-F Como fabricado (para produtos processados sem um controle específico das 
condições de fabricação). 
-W Solubilizado (para produtos submetidos ao tratamento de solubilização). 
-T1* Envelhecido (Produto resfriado da temperatura de trabalho a quente e 
envelhecido naturalmente até uma condição bem estável). 
-T2* Envelhecido (Produto resfriado da temperatura de trabalho a quente, encruado 
e envelhecido naturalmente até uma condição bem estável). 
-T3* Envelhecido (Produto solubilizado, encruado e envelhecido naturalmente até 
uma condição bem estável). 
-T4* Envelhecido (Produto solubilizado e envelhecido naturalmente até uma 
condição bem estável). 
-T5* Envelhecido (Produto resfriado da temperatura de trabalho a quente e 
envelhecido artificialmente). 
-T6* Envelhecido (Produto solubilizado e envelhecido artificialmente). 
-T7* Envelhecido (Produto solubilizado e envelhecido artificialmente até uma 
condição além da de resistência máxima). 
-T8* Envelhecido (Produto solubilizado, encruado e envelhecido artificialmente). 
-T9* Envelhecido (Produto solubilizado, envelhecido artificialmente e encruado). 
-T10* Envelhecido (Produto resfriado da temperatura de trabalho a quente, encruado 
e envelhecido artificialmente). 
* Dígitos (o primeiro diferente de zero) colocados após estas designações indicam variações do tratamento. 
 
 
A presente discussão não engloba as diferentes características e, em particular, a soldabilidade 
das várias ligas de alumínio. O que é aqui apresentado deve ser considerado apenas como uma 
série de recomendações gerais válidas principalmente para o alumínio comercialmente puro. 
O alumínio apresenta diferenças de propriedades físicas e químicas que levam a diferenças de 
sua soldagem em comparação com a dos aços: 
1. Elevada afinidade pelo oxigênio. 
2. Elevada condutividade térmica. 
3. Elevado coeficiente de expansão térmica. 
4. Baixo ponto de fusão (660ºC). 
 
O alumínio reage prontamente com o oxigênio do ar formando uma camada superficial de 
óxido cujo ponto de fusão (2000ºC) é muito superior ao do alumínio e que, durante a 
soldagem, pode formar uma barreira física impedindo o contato e mistura do metal base 
fundido e do metal de adição e formando inclusões na solda. Adicionalmente, a medida que se 
torna mais expressa, a camada de óxido absorve umidade do ar. Na soldagem, esta umidade, 
juntamente com outras contaminações superficiais, é uma fonte de hidrogênio capaz de gerar 
porosidade na zona fundida de alumínio. 
 
O óxido de alumínio pode ser removido por meios químicos (limpeza por solventes e/ou 
decapagem), mecânicos (lixamento, escovamento, etc) elétricos (ação de limpeza catódica do 
arco) ou metalúrgicos (ação escorificante de um fluxo durante a soldagem). Esta última forma 
é comum na soldagem SMAW e em processos de brasagem. Como o fluxo para alumínio é 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 21 
muito reativo, a sua limpeza completa da junta após a soldagem é essencial para se evitar 
problemas futuros de corrosão. Usualmente, mais de um método de remoção da camada de 
óxido é usado em conjunto. Em função da elevada reatividade do alumínio, a remoção da 
camada oxidada pelos dois primeiros métodos deve ser realizada imediatamente ou, no 
máximo, 8 horas antes da soldagem. 
 
Como a condutividade térmica do alumínio é 3 a 5 vezes maior que a do aço, o calor de 
soldagem é menos eficientemente usado na soldagem desse metal. Assim, o uso de pré-
aquecimento e de um maior aporte térmico é comum na soldagem de juntas de maior 
espessura de alumínio para garantir a formação da poça de fusão e evitar problemas de falta 
de fusão. O pré-aquecimento, na soldagem do alumínio, não deve ser superior a 205ºC. Na 
soldagem de ligas de alumínio endurecíveis por precipitação, a temperatura de pré-
aquecimento deve ser ainda menor para minimizar a ocorrência de super-envelhecimento. A 
elevada condutividade térmica do alumínio favorece a rápida extração de calor e, assim, a 
rápida solidificação da poça de fusão o que facilita a sua soldagem fora da posição plana. 
 
O coeficiente de expansão térmica do alumínio é aproximadamente duas vezes maior que o do 
aço. Isto favorece a ocorrência de distorção e o aparecimento de trincas. 
 
Devido ao seu baixo ponto de fusão, este material não apresenta uma mudança de cor quando 
se aproxima de sua temperatura de fusão. Isto pode dificultar o controle da temperatura na 
brasagem manual com chama e, na soldagem a arco de chapas finas, exige um cuidado maior 
do soldador para se evitar que ocorra um excesso de fusão e, assim, a perfuração da junta. 
 
Os principais problemas metalúrgicos de soldabilidade do alumínio e suas ligas são a 
formação de porosidade pelo H2, a formação de trincas a alta temperatura (principalmente de 
solidificação) e a perda de resistência mecânica (para metal base encruado ou endurecido por 
precipitação). 
 
A formação de porosidade está ligada à grande variação da solubilidade do hidrogênio com a 
temperatura no alumínio líquido. O limite de solubilidade deste gás no alumínio líquido é 
dado por: 
 TpSH /6355exp2,625 
 
onde SH é dada é ml/100g, p é a pressão parcial de hidrogênio em atmosferas e T é a 
temperatura absoluta. A figura 4 mostra a variação de SH no alumínio líquido entre 1300ºC e 
660ºC. Pode-se observar a grande variação desta solubilidade, o que mostra um elevado 
potencial para a ocorrência de super-saturação de hidrogênio, na parte posterior da poça de 
fusão, devido à menor temperatura desta em relação à região da poça diretamente sob o arco. 
Além disto,como o hidrogênio pode ser dissociado no arco, tornando-se mais reativo, existe a 
possibilidade de absorção deste elemento pela poça de fusão em teores superiores aos 
previstos pela equação anterior. 
 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 22 
700 800 900 1000 1100 1200 1300
0
2
4
6
8
10
12
p
H
2
 = 0,25 atm
p
H
2
 = 1 atm 
 
S
ol
ub
ili
da
de
 (m
l/1
00
g)
Temperatura (
o
C)
 
Figura 4 - Solubilidade do hidrogênio no alumínio líquido para dois valores de pressão 
parcial de hidrogênio. 
 
 
As principais fontes de hidrogênio são a umidade da camada de óxido no metal base e no 
metal de adição, resíduos de lubrificante de produtos de trefilação, umidade absorvida no 
revestimento de eletrodos e proveniente da atmosfera quando uma menor estabilidade do 
processo ou um comprimento excessivo do arco comprometem a proteção. 
 
Várias ligas de alumínio são sensíveis à formação de trincas na solidificação e, 
eventualmente, por ligação e por perda de ductilidade a alta temperatura. Algumas ligas são, 
também, sensíveis à fissuração por corrosão sob tensão. A fissuração na solidificação é 
favorecida pela presença de certos elementos de liga como Si, Cu e Mg (figura 5). 
 
A resistência mecânica de diversas ligas de alumínio é baseada no seu encruamento ou em 
endurecimento por precipitação. Estes dois mecanismos são sensíveis a uma elevação da 
temperatura e, portanto, na soldagem, a zona termicamente afetada destas ligas pode ser 
amaciada. A figura 6 mostra a variação da dureza da ZTA nas condições como soldado e 
tratado termicamente após soldagem de uma liga de alumínio endurecível por precipitação 
submetida, antes da soldagem, a duas condições diferentes de envelhecimento. 
 
Os processos mais usados para a soldagem do alumínio são GMAW e GTAW. Em ambos os 
processos, a seleção de consumível é baseada na composição química e em aspectos 
metalúrgicos e mecânicos. A especificação de consumíveis para a soldagem de alumínio e 
suas ligas para os processos GTAW e GMAW é coberta pelas normas AWS A5.3 e A5.10. 
 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 23 
 
Figura 5 - Influência relativa na sensibilidade à fissuração na solidificação de alguns 
elementos de liga. 
 
 
A soldagem GTAW é usada principalmente para juntas de menor espessura. Trabalha, em 
geral, com corrente alternada e eletrodo de tungstênio puro para garantir a remoção superficial 
de alumina (Al2O3) sem um aquecimento excessivo do eletrodo. O ignitor de alta frequência é 
mantido funcionando durante a soldagem para facilitar a reabertura do arco e aumentar a sua 
estabilidade. Recentemente, fontes de energia modernas têm permitido a soldagem com de 
polaridade variada com onda de formato retangular (em oposição à corrente alternada comum 
cuja onda tem um formato senoidal). Nesse caso, como a troca de polaridade é quase 
instantânea, o uso de alta frequência para manter o arco pode ser dispensado. Estas fontes 
permitem ainda ajustar a relação entre os tempos de cada polaridade da corrente, permitindo, 
assim, otimizar a ação de limpeza do arco e minimizar o desgaste do eletrodo. 
 
 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 24 
0 5 10 15 20 25
60
70
80
90
100
110
T4 (tratado)
T6 (tratado)
T6 (como soldado)
T4 (como soldado)
 
 
D
ur
ez
a 
(H
V 5
00
g)
Distância da linha de fusão (mm)
 
Figura 6 - Variação dureza na ZTA de ligas de alumínio 6061-T4 e -T6 nas condições como 
soldada e após tratamento térmico de envelhecimento após a soldagem. 
 
 
Os gases de proteção usuais são argônio, hélio ou misturas de ambos. Maiores teores de hélio 
permitem uma melhor fusão do metal base mas causam uma redução da estabilidade do 
processo e da remoção de óxido da superfície da junta. 
 
O processo GMAW é mais usado para juntas de maiores espessuras, apresentando velocidade 
de soldagem muito superior ao processo GTAW. O modo de transferência mais usado é o 
spray, sendo a soldagem com curto circuito difícil ou impossível pois a baixa resistividade 
elétrica do arame de alumínio tende a tornar o processo difícil de ser controlado. Em função 
da baixa resistência mecânica dos arames de alumínio, o correto ajuste do sistema de 
alimentação de arame é fundamental para se evitar problemas (dobramento do arame na 
entrada do conduíte e consequente interrupção de sua alimentação), particularmente, na 
soldagem de arames de menor diâmetro. 
 
Outros processos usados na soldagem do alumínio são a soldagem com eletrodos revestidos 
(SMAW), o plasma (PAW), soldagem a gás (OAW) e os processos de soldagem por 
resistência. Os processos de soldagem com feixe de elétrons e laser são também utilizados, 
mas, ainda, em pequena escala. 
 
 
2.6.2. Cobre e suas ligas: 
 
Cobre e suas ligas são amplamente utilizados na indústria elétrica (devido a sua baixa 
resistividade), em aplicações onde a resistência à corrosão de algumas destas ligas é 
importante, na fabricação de mancais, etc. Existem algumas centenas de ligas de cobre com 
elementos como zinco, níquel, estanho, alumínio, manganês, fósforo, berílio, cromo, ferro e 
chumbo. Os principais grupos de ligas de cobre são: 
 Cobre comercialmente puro (>99,3%Cu); 
 Cobre ligado (<5% de elementos de liga); 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 25 
 Ligas Cu-Zn (latão); 
 Ligas Cu-Sn (bronze); 
 Ligas Cu-Al (bronze aluminoso); 
 Ligas Cu-Si (bronze silicoso); 
 Ligas Cu-Ni; e 
 Ligas Cu-Ni-Zn. 
 
Novamente, a discussão aqui apresentada terá um caráter mais geral, voltada principalmente 
para o cobre comercialmente puro, sem entrar em detalhes da soldagem de ligas específicas. 
 
As propriedades do cobre que requerem atenção especial para soldagem são: 
1. Elevada condutividade térmica. 
2. Elevado coeficiente de expansão térmica. 
3. Tendência a se tornar frágil a altas temperaturas. 
4. Ponto de fusão relativamente baixo. 
5. Baixa viscosidade do metal fundido. 
6. Elevada condutividade elétrica. 
7. Resistência mecânica, para várias ligas, baseada principalmente no encruamento. 
 
Cobre é o metal de uso comercial de condutividade térmica mais elevada necessitando, para 
controle da fusão na sua soldagem, de pré-aquecimentos ainda maiores que o alumínio. Por 
exemplo, para a soldagem de uma junta de 12 mm de espessura, recomenda-se um pré-
aquecimento de cerca de 400ºC para a soldagem GMAW com argônio. 
 
O coeficiente de expansão térmica do cobre é cerca de 50% maior que o do aço, podendo ser 
ainda maior para algumas ligas de cobre, existindo, assim, um grande potencial para 
problemas de distorção com o cobre. 
 
O cobre e muitas de suas ligas são basicamente monofásicas, com estrutura cristalina CFC. 
Diversas destas ligas podem perder a sua ductilidade a alta temperatura e, ainda, sofrer 
problemas de fissuração a quente. Elementos de liga como arsênico, bismuto, estanho, selênio 
e chumbo tendem a favorecer esta forma de fissuração. Na soldagem de cobre 
comercialmente puro não desoxidado, a absorção de hidrogênio pela poça de fusão pode levar 
à reação deste gás com inclusões de óxido de cobre, com a formação de água, a qual leva à 
formação de trincas na ZTA destes materiais. 
 
Ligas de cobre e zinco não devem ser soldadas a arco pois a elevada temperatura deste pode 
levar à vaporização de parte do zinco na poça de fusão. 
 
Os processos mais usados para a soldagem do cobre e suas ligas são GTAW e GMAW. 
Soldagem GTAW é normalmente feita com corrente contínua e eletrodo negativo e proteção 
de argônio, hélio ou misturas destes dois gases. Para ligas de cobre ealumínio, pode ser 
necessário o uso de corrente alternada para a limpeza superficial. O processo GMAW é usado 
para a soldagem de peças de maior espessura. 
 
 Soldabilidade de Algumas Ligas Metálicas - 26 
 
Bibliografia complementar: 
 
 Cary, H. B., Modern Welding Technology, Prentice-Hall, cap. 12-14, 1979. 
 
 AWS, Welding Handbook, Materials and Applications – Part 1, American Welding 
Society, 8
a
 Edição, Vol. 3, 1996. 
 
 AWS, Welding Handbook, Materials and Applications – Part 2, American Welding 
Society, 8
a
 Edição, Vol. 4, 1998. 
 
 ASM, Metals Handbook – Welding and Brazing, American Society for Metals, 8a 
Edição, Vol. 6, 1971.